Реферат: Генноинженерные биотехнологии

МіністерствоАПК України

ДнепропетровськийДержавнийАграрний

Університет

Кафедрагенетики

та розведення

Р ЕФ Е Р А Т

на тему:

«ГЕННОІНЖЕНЕРНІБІОТЕХНОЛОГІЇ»

Виконав:

студент1 курсу групиВ-2-01

КузнецовОлександр

Науковийкерівник:

доц.Халак В.І.

Дніпропетровськ

2001

З М І С Т
Вступ.
Розділ1. Генетичнаінженерія ібіотехнологіїХХІ століття.

Розділ 2.Біотехнологічніметоди відтворенняскота.

Заключення

Списоквикористанихджерел.

ВступГенетика — теоретичнаоснова племінноїсправи. З їїдопомогоюрозробляютьсянові шляхиселекції. Доуспіхів генетикиможна віднестидосягненняхутровогозвірівництва, кольоровогокаракулеводства, використаннягенетичнихмаркерів, біометричнихі інших методівпідвищенняефективностіселекції.

Генетикавідноситьсядо числа точних, що стрімкорозвиваютьсянаук. Вона включаєдосить різноманітнірозділи зіскладноютермінологією, генетичноюі математичноюноменклатурою, що представляєвизначенихтруднощів уїї засвоєнні.

Основніетапи розвиткугенетики.Ще первісналюдина помітила, що корова народжуєтеля, свиноматка– поросят, іззерен пшеницівиростаютьнові зерна. Цебуло її чи ненайперше “науковеспостереження”схильностіживих істотпередаватисвої властивостінащадкам.

Найдавнішіправила ірозпорядженнядля відборухудоби і їїрозведеннямайже в незмінномувигляді існувалидо ХХІ ст. Перша, що надійшладо нас, теоріяспадковості, була розвинутав п’ятому сторіччідо нашої ериГіппократом.Згідно з цієютеорією нащадкисхожі із своїмибатьками тому, що в статевихклітинах знаходятьсянайдрібнішіелементи всіхчастин тілабатька, як здорових, так і хворих.Крім того, Гіппократвірив в успадкуваннянабутих ознак.

Менш ніж через100 років Аристотельдовів неспроможністьуявлень Гіппократа.Він запропонувавсвою теорію, згідно з якоюв статевихклітинах батьказнаходятьсянеготові елементивсіх частинтіла, а схеми, відповіднодо яких “безформенна” кров матеріповинна формуватинащадків. ЦегеніальнепередбаченняАристотелябуло забутемайже на 23 сторіччя

У серединіХХІ ст. з появоюеволюційноговчення Ч. Дарвінапідвищивсяінтерес допроблеми спадковостіі мінливості.Деякі значнібіологи тогочасу висунуликілька гіпотезщодо механізмуспадковості.Найбільшу увагузаслуговуютьтри гіпотези.

Першагіпотеза– “тимчасовагіпотеза пангенезису”

Другагіпотеза — “ідіоплазми”

Третягіпотеза– “зародковоїплазми

У 1865р. Г. Мендельсформулювавосновні закониспадковості, виходячи здовготривалихдослідів надрослинамигібридами.Проте датоюнародженнягенетики вважають1900 р. – рік перевідкриттязаконів Менделязразу трьомавченими незалежноодин від одного– Г. де Фрізому Голландії, К. Корренсому Німеччиніі Е.Чермаком у Австрії.

Визначнийгенетик М. В.Тимофеев-Ресовськийзазначав, щоне Г. Менделюналежать окремівідкриття. Вінвбачив йоговелич у тому, що, знаючи івраховуючивсі ці явища, відкриття, алеточно не проаналізовані, він так поставивсвої дослідий опрацюваврезультати, що міг датиточний кількіснийаналіз успадкуванняі перекомбінуванняелементарних спадковихознак в рядіпоколінь. Зодержаних такимчином експериментальнихданих він змігсформулюватиймовірнісно-ствтисичні комбінаторнізакономірностіуспадкуванняі побудуватигіпотезу спадковихфакторів ічистоти гамет.У цьому Мендельвипередив свійчас, став піонеромсправжньоговпровадженняматематичногомислення вбіологію істворив основушвидкого ічітко спрямованогорозвитку генетикив нашому віці

За свою короткуісторію генетикапройшла декількаетапів розвитку.

Першийетаптривав з 1900 по1912 р. – періодтріумфальноїходи менделізму, тобто повторенняі підтвердженнязаконів Менделяна різнихрослинницькихі тваринницькихоб’єктах. У1906р. цій молодійнауці англійськийучений В. Бетсондав назву “генетика”, а в 1909р. датськийгенетик В. Іоганнесен запропонувавтакі основнітерміни і поняття, як ген, генотипі фенотип.

Другийетап припадаєприблизно на1912 – 1925 рр. І характеризуєтьсяствореннямі ствердженнямхромосомноїтеорії в експериментальнихроботах американськоговченого Т. Меллерана дрозофілі.Основні заслугиМоргана – другогобатька генетики- та його школиполягали увідкриттізакону адитивності– лінійногорозміщеннягенів у хромосомах, явища кросинговеруі хромосомногомеханізмувизначеннястаті, розкриттясуті зачепленогоуспадкування, можливостіскладання картхромосом.

Третійетап історії генетики, що припадаєна 1925 – 1940 рр., можнаназвати періодомштучного мутагенезу.Про мутаціїзнали ще Ч. Дарвін, Г. де Фріз, А.Вейсман алевони вважали, що мутаціїзумовлюютьсяякимись сутовнутрішнімипричинами іне залежатьвід зовнішніхфакторів.

Четвертийетап тривавз 1940р. по 1955р. – періодвивчення набактеріях івірусах біохімічнихі фізіологічнихпроцесів, якіє основоюспадковості.О. Евері ізспівробітникамина основі дослідівФ. Гриффіта у1944р. з’ясувавприроду трансформаціїі довів, що носіємспадковоїінформаціїє ДНК хромосом.

П’ятийетапісторії генетикирозпочавсяз 1955р. і характеризувавсядослідженнямигенетичнихявищ на молекулярномурівні. Г. Маттеі, Ф. Крік, С. Очоваі М. Ніренбергу 1964 р. розшифрувалигенетичнийкод. У 1961 р. Ф. Жакобі Ж. Моно запропонувалисхему регуляціїбілковогосинтезу.

Розділ1.Генетичнаінженерія ібіотехнологіїХХІ століття

Генно-інженернібіотехнологіївизначатимутьрозвиток біологіїу найближчідесятиліття.Ця теза сьогоднівже ні в когоне викликаєзаперечень.Основна ідеологіянауковогонапряму, в рамкахякого створюютьсяці “технологіїХХІ століття”, полягає у внесеннізмін у генетичнийапарат життєвихструктур з тим, щоб наділятиїх новими ціннимивластивостями.На цьому шляхувідкриваютьсямайже необмеженіперспективи.І, оцінивши їх, цивілізованийсвіт робитьрішучу ставкуна біотехнології.

Генно-інженернітехнологіїтісно “ контактують”з клітиннимиі тканиннимитехнологіями.В їх основілежить маніпуляціягенами. А саматака маніпуляціяі визначаєпрактично все, що ми називаємогенною інженерією.Адже будь – якіознаки живихорганізмів– від спадковоїфункції досинтезу біологічноактивних речовин– визначаютьсядезоксирибонуклеїновоюкислотою (ДНК), в якій записанаінформаціяпро всі гени.Вважається, що у людиниприблизно 100тис. генів і 30тис. білковихмолекул. Певнаділянка нуклеїновоїкислоти, в якийзаписанапослідовністьамінокислотнихбілків, — це іє ген. Причомугенів приблизностільки, скількиіснує білків.Сукупністьусіх генівназиваєтьсягномом. Відомо, як функціонуютьприблизно 20%генома. Що робитьрешта 80% — покище невідомо.

Найбільшевражає та геніальнапростота, якалежить в основізберіганняі реалізаціїгенетичноїінформації.Однак генетичнекодуваннятільки здаєтьсяпростим. Інформаційнаємність ДНК– вражаюча.Біохімікипідрахували, що кількістьрізних можливихсполученьназваних вищеп'яти азотистихоснов у генахлюдини визначаєтьсячислом 265, за якимстоїть 2,4 мільярданулів! Тілолюдини приблизномістить10/23степени, клітини. Образнокажучи, в людськомуорганізмізакодовано27 трильйонівкниг. Якщо всігени людинирозміститипослідовно, в одну нитку, то вона зможепростягнутисявід землі доСонця 400 разів

Генетичнаінженерія якгалузь наукивиникла у 1972 році, коли сталоможливим одержуватибудь-які генитварин, рослин, вірусів таінших організміві вводити будьякі гени з одногоорганізму –в інший. Простотак отриматиген і ввестийого в той чиінший організмнеможливо, оскільки вінбуде зруйнованийяк чужоріднагенетичнаінформація.Тому для введеннягенів у клітинирослин, тваринта інших об'єктівстворюютьсяспеціальнігенні конструкції.Для цьоговикористовуютьвіруси рослині тварин, фагиі плазміди.Плазміди – цекільцеві структуриДНК, які існуютьу клітинахбактерій, зокремакишкової палички.Недоліки плазмідноїтехнологіїполягають утому, що утворенийбілковий продукткристалізуєтьсяв клітинахкишкової палички.І щоб його добути,їх треба зруйнувати.Це роблять здопомогоюультразвуку.Причому приблизно20% клітин лишаютьсянезруйнованими.

В Інституті молекулярноїбіології ігенетики НАНУкраїни розробленалямбдофаговатехнологія.Йдеться провикористаннявірусу лямбдафага, який вражаєбактерії кишковоїпалички. Цейфаг має кільцевуструктуру. Внього вшиваютьген, продуктякого необхідноотримати, ізаражаютьклітини кишковоїпалички. Перевагафагової технологіїполягає в тому, що синтезованийбілок не кристалізуються, а бактеріальніклітини недоводитьсяруйнувати, щобдобути синтезованийбілок. Лямбдафаг разом звведеним внього геномрозмножується, заповнює весьпростір кишковоїпалички і, зрештою, руйнує її. Якнаслідок –вдається вилучитивсі сто відсотківсинтезованогобілка. Фаговутехнологіюрозробивчлен-кореспондентНАН УкраїниВ. А. Кордюм.

До речі, наоснові лямбдофаговоїтехнологіїв Інститутімолекулярноїбіології ігенетики НАНУкраїни булоотримано інтерферонлюдини.

Генно-інженернітехнологіїможна використовуватиу будь-якійсфері діяльності.Це сільськегосподарство, медицина, охоронадовкілля, фармакологічнапромисловість.Що ж до маніпулюванняз генетичнимматеріалом, то сьогодніце вже вирішенепитання. Набудь-якомурівні організаціїживої природиможна передатигени одногоорганізмуіншому. Це стосуєтьсявірусів, рослин, мікроорганізмів, тварин тощо.Організми якимвведено новігени, називаютьтранс генними.Більше того, можна об'єднативесь генетичнийматеріал з двохклітин в одну.Для цього зклітини знімаютьоболонку. Такіклітини безоболонки називаютьсяпротопластами.Вони маютьздатністьзливатися, прицьому об’єднуєтьсявесь генетичнийматеріал обохклітин. Післяоб’єднанняутворюєтьсяспільна дляпротопластів, що злилися, оболонка, із’являєтьсяклітина-монстр.Уявимо приміром, що одну клітинуми взяли у крокодила, а другу – в куркиі злили їх водну. Отриманаклітина – цемонстр, якийне існує в природі, така собі крококурка.Можна з’єднатиклітину людиниі клітину моркви.На рівні клітиницей монстрмістиме людськігени і гениморкви. Та славаБогу, що з такогогібрида невиросте тварина, але клітинибудуть ділитися.І що найцікавіше: під час кожногоподілу клітинивилучаєтьсячастина генетичногоматеріалу, частина генівчи хромосом, які філогенетичнімолодощі. Упроцесі поділуклітина повертаєтьсядо початковогостану, в якомувона перебуваладо інженерно-генетичнихманіпуляцій.Тобто вонавиникає підчас поділу те, що філогенетичномолодоще, і, врешті-решт, усе стає насвої місця.

Коли тількиз’явиласяможливістьпрацювати зклітинами ігенами, то відразувідкрилисяперспективидля одержанняпевних лікарськихпрепаратів, скажімо, інсуліну.Це надзвичайноактуально длямедицини, оскількина діабет хворієприблизно 10 %населенняземної кулі, тобто 0,5млрд.людей. Інсулінтрадиційнодобуваєтьсяз підшлунковоїзалози великоїрогатої худобичи свиней. Якщоу майбутньомуорієнтуватисятільки на такийшлях його одержання, то ніяких тваринневистачитьдля того, щобзадовольнитипотреби в цьомупрепараті.Можна навестипростий розрахунок: для лікування750 діабетиківпротягом рокунеобхіднозабити 23,5 тварини.Це дасть усьоголише 450г. інсуліну.А використовуючигенно-інженернутехнологію, таку кількістьінсуліну можнаодержати змікроорганізмів, що інкубуютьсяу дев’яти літровійпосудині.

Як це робиться? Ген інсуліну“вшивається”у плазміди, переноситьсяу кишкову паличкуі починає в нійпрацювати, виробляючиінсулін. Собівартістьпрепаратунабагато нижча, ніж застарогоспособу йогоодержання.Отже, вигодазастосуваннятут генно-інженерноїтехнологіїочевидна. Можнаотримати нетільки бичачийчи свинячийінсулін, а йлюдський. Сьогодніце вже роблять.Причому отримуватиінсулін даєзмогу як плазміднатехнологія, так і фагова.

На базігенно-інженерноїтехнологіївиник новийнапрям – геннатерапія. Сутьїї полягає увведенні ворганізм змістгенів, які пересталипрацювати чипрацюють погано, активних генів.Наприклад, призахворюванніна діабет вводитьсяген інсуліну, аби він працюваві видавав своюпродукцію. Удослідах нащурах це далоблискучийефект. Щурамробили операцію– у них виділялипідшлунковузалозу. Післяцього тваринивже не вироблялиінсуліну і булиприречені назагибель. Алеїм вводили генінсуліну. Вонижили і це означало, що конструкціягену інсулінупрацює. Теперця конструкціявже передаєтьсяна передклінічніта клінічнівипробування.Відкрилисятакож перспектививикористаннягена ліпопротеінувисокої щільності(ЛВЩ), який продукуєліпопротеїдз такою ж назвою.Цей ліпопротеїдпов’язанийз таким захворюванням, як інфаркт іінсульт у щенестарих людей– приблизносорокарічноговіку. Справав тому, що з рокамичасто накопичуєтьсяу судинах холестерин.Коли ж в організмівсе гаразд, вінвиводитьсяліпопротеідомвисокої щільності.Однак після40 років у деякихлюдей “ламаються”гени ліпопротеїду.Цього “чистильника”судин стаєдедалі менше,і тоді можестатися інфарктчи інсульт. Накультурі клітиниі на кролях, уяких попередньовикликаливисокі концентраціїхолестерину, було доведено, що введеннягена ЛВЩ забезпечує зниження холестеринуі його утриманняна нормальномурівні. Це обнадійлівірезультати, які дають підставиставити питанняпро проведенняпередклінічнихдосліджень.

Можна навестичимало переконливихприкладів того, як працюютьгенна терапіяі генна технологіяу медицині. От, приміром, недавноамериканцівиділили зфібробластівлюдини факторросту. А німецькідослідникивикористалийого для лікуваннязакупорюваннясудин серця.Адже факторросту фібробластівсприяє швидкомуросту судин.Отже, коли йогобуло введенов серце черезвену і приклеєнедо серцевогом’яза, він сприявпроростаннюсудин у серцевомум’язі. Це даєзмогу уникатитакої операції, як шунтування.

Інший приклад– інтерферон.Це єдиний унікальнийпрепарат, щовикористовуєтьсядля лікуваннявсіх видіввірусних захворювань.Інтерферонудуже мало укрові людиниі тварин. Вінз’являєтьсятоді, коли ворганізм потрапляєРНК-вміснийвірус. У відповідьна віруснуінфекцію іпочинає синтезуватисяінтерферон.Саме тоді йогоможна виділитиз крові. Приблизноз двох літрівкрові одержують1 мкг інтерферону.А якщо ми маємоген інтерферону, то за допомогоюгенноінженерноїтехнологіїв культуральномусередовищіможна одержатиз клітин кишковоїпалички набагатобільшу концентраціюінтерферону, ніж та, що виникаєу крові людиниу відповідьна віруснуінфекцію.

Дуже перспективнимє застосуваннягенноінженерноїтерапії протиспадковихзахворюваньлюдини. Йдетьсяпро хвороби, з якими надзвичайноважко боротися.Причини багатьохз них ще не вивчені, зрозуміло лише, що вони пов’язаніз спадковимипорушеннямиякихось генетичнихмеханізмів.Колись академікНАН УкраїниС.М.Гершензонвважав, що винуватицяпояви спадковихзахворювань– ДНК, яка входитьдо складу вакцини.Всі вакцинимістять ДНК.І нині ставитьсязавдання одержуватичисті від неївакцини. Однакз’ясувалося, що ДНК – не єдинавинуватицяспадковихзахворювань.Тут діє й чималоінших, мутагенних, факторів, передусімзабрудненнянавколишньогоприродногосередовища.Адже сьогодніу світі використовується85 тисяч хімічнихречовин, і далеконе всі вони інактивуються, багато якіпотрапляютьу повітря, грунт, продукти харчуваннятощо.

Застосовуютьсягенно-інженернітехнологіїі для боротьбипроти однієїз найнебезпечнішиххвороб століття– раку. У Балтиморі, наприклад, сконструйовановірус, якийатакує тількиракові клітинипростати. Щобзрозумітизначення цьогодосягнення, досить згадати, що у світі близько80% чоловіківпохилого вікухворіють напростатит.

Одна з найбільшихі дуже актуальнихпроблем сучасноїбіології – церозшифруваннягенетичногокоду всіх генівлюдини. СьогоднірозробленоМіжнароднупрограму з цієїпроблеми, ігенетики світуактивно працюютьнад її виконанням.Людина має якмінімум 100 тисячгенів. Коливдається розшифруватиїхній генетичнийкод, це станеосновою дляліквідаціїбагатьох спадковихта інфекційнихзахворювань, від яких щорокувмирають мільйонилюдей планети.Це туберкульоз, малярія, холера, гепатит В.

Самостійнийнапрям генно-інженернихтехнологій, що має широкийспектр досліджень,- це маніпуляціїз рослинами.Тут генна інженеріядосягла справдівидатних результатіві перед неювідкриваютьсявеликі перспективи.

Вже вирощенітрансгенніпшениця, кукурудза, соя, картопля, соняшник, ріпакта інші рослини.Цим рослинамвведені гени, які відповідаютьза стійкістьпроти більшостіпестицидів, гербіцидівта отрутохімікатів.Створена і вбагатьох країнахспоживаєтьсястійка протиколорадськогожука трансгенна картопля.

Вчені-генетикисьогодні наполегливопрацюють надпроблемамизастосуваннягенно-інженернихтехнологійі для очищеннязабрудненогодовкілля.Генно-інженернимспособом одержанопсевдомонаси, що вбираютьзалишки нафтиі фенолів учотири разиактивніше, ніжвихідні бактерії.

Дуже цікавийнапрям генно-інженернихдосліджень– це фіксаціяатмосферногоазоту. Адже безазоту рослинине можуть ростиз такою швидкістю.Виявилося, уміжклітинномупросторі дикогорису існуютьбактерії зродини Клепсієл, які фіксуютьатмосфернийазот і передаютьйого рослинам.Ці мікроорганізмивдалося виділити.Їх привезлив Україну іпровели експерименти, вводячи їхрослинам, якікультивуютьсяу нас. І осьрезультат.Культура гречкипісля введенняпрепарату зцих бактерійдає врожай 12,3центнера згектара, а безпрепарату –8 центнерів.Озима пшеницявідповідно52,4 і 45, ячмінь –50 і 42, томати –56,8 і 23 центнери.Вміст білкау зерні збільшуєтьсяна 7-10%. А рівеньнітратів зменшуєтьсяу 10-100 разів, радіоактивногоцезію – у 2,5 раза.На основі цихбактерій створенопрепарат, якийсьогодні проходитьширокі випробування.На нього покладаютьвеликі надії.Адже відомо, що азотистідобрива спричиняютьутвореннянітратів урослиннійпродукції, анаш препаратекологічночистий.

Актуальнийнапрям генно-інженернихдосліджень– це виробництвопродуктівхарчуванняу сільськомугосподарстві.Вже створеновектори длядводольнихта однодольнихрослин, в якіможна вводитибудь-які гени.Виведено новийсорт кукурудзиз високим вмістомбілка. У Бразиліїгенетики працюютьнад програмою“Суперквасоля”.Передбачається, що гібрид квасоліта американськогоГороха будевдалим поєднаннямцінних харчовихвластивостейі забезпечитьїжею 500 млн.чоловіку ПівденнійАмериці.

Формуютьсяі зовсім несподіванінапрями досліджень.Наприклад, єреальна перспективавикористаннянових джереленергії. Водорості, які містять70% вуглеводнів,- це фактичноповноціннепальне. Ареалїх поширення– австралійськіозера. Завданнягенної інженерії– підвищитивміст вуглеводніву цих водоростях.

Ще один цікавийоб’єкт – генифотосинтезу.Йдеться проперетвореннясвітла навуглеводень.Тут – безмежнеполе дослідженьдля генетиків.

А от усім намзнайомі світлячки.Виявляється, з їхньою допомогоюможна зробитиліхтарі. У Японіїнавіть прийнятоп’ятирічнийплан створення ліхтаря наоснові люциферин-люцеферазноїреакції. В ньоговкладено 1,8 мільярдаієн. Японцізбираютьсявиділити генисвітлячків, що відповідаютьза цю реакцію,і ввести їх удерева, які знастаннямсутінок світитимутьсязамість ліхтарів.У такий спосібможна заощадитичимало електроенергії.

З використаннямклітинної ітканинноїбіотехнологіїу багатьохлабораторіяхсвіту ведутьсяроботи з метоюстворенняштучних органів.

Завдякигенно-інженернимметодам з’явилисяформи бактерій, які вилуговуютьіз збідненихруд залишкиурану, вінпереводитьсяу розчиннийстан і даліконцентрується.Подібні розробкиведуться і вУкраїні, зокремав Інститутіколоїдної хіміїті хімії водиНАНУ, але не зураном, а іззолотом. Золотодобуваєтьсяіз збідненихруд Мужіївськогородовища уЗакарпатті.Бактерії здійснюютьселективнугетеро коагуляціюз частинкамизолота. Ця розробказареєстрованаяк відкриттяу 1986 році. Застосуванняданої технологіїдало змогуторік Мужіївськійзбагачувальнійфабриці одержатидесятивідсотковийприріст золота.

Воістинугенно-інженернітехнологіївідкриваютьперед людствомнебачені перспективи.

Розділ 2.Біотехнологічніметоди відтворенняскота.

Біотехнологія– це наука провикористаннябіологічнихпроцесів дляпрактичнихцілей. Багатохто з біологічнихприйомів ужезнайшли широкепрактичнезастосуванняу тваринництві,інші ще не вийшлизі стін лабораторій, але вже в найближчомумайбутньомудокорінноможуть змінитисистему розведеннятварин і додатиїм зовсім новийнапрямок.

Найбільшяскравим прикладомвикористаннябіотехнологіїу тваринництвієметод штучногозапліднення.Він дозволиву порівнянокороткий термінрізко підвищитигенетичнийпотенціалсільськогосподарськихтварин, особливоу великої рогатоїхудоби, овецьі коней, і трохименш масштабноу свиней і птаха.На жаль, останнімчасом у нашійкраїні ослабнулаувага до цьогопрогресивногоприйому. У результатійде помітнезменшеннявідсотка заплідненнявеликої рогатоїхудоби, свиней; до вкрай низькогорівня знизилосязаплідненняовець. Безсумнівно, що одна з основнихпричин – церуйнуванняв останні рокиорганізаційнихформ веденнятваринництва.Не менш важливапричина – відставаннявітчизняноготваринництвау використаннісучаснихбіотехнологій.

Низькарентабельністьтваринництваобумовленабезплідністю.Точно встановлено, що затримкаплідного заплідненнякорови, починаючиз89-100 днів післяотелення, супроводжуєтьсящоденнимнедоодержанням10-13 кг молока домоменту плідногозапліднення.Неважко бачити, який економічнийзбиток це приноситьгосподарствам.

Аналогічніекономічнівтрати спостерігаютьсяу свинарстві, де значна частинасвиноматокне приходитьвохоту в першідні після відібрання поросятчиплідно неосеменяється, а на їхнє отриманняйдуть непродуктивнівитрати.

Разомз тим, в останніроки розробленийцілий рядбіотехнологічнихприйомів, щодозволяютьдо мінімумускоротитиекономічніутрати відбезплідностітварин. Це насампередприйоми синхронізаціїі стимуляціїполової охоти.Метод синхронізаціїохоти у твариндає можливістьрегулюватичас приходув охоту й овуляціюу групи тварину визначенийтермін. Синхронізаціяохоти у коріві телиць проводитьсяшляхом ін'єкційаналогівпростагландина2-альфа (эстрофана, антипроста, клопростенолай інших). Застосовуютьдві схеми обробкитварин простагландином: однократнуі дворазову.Після однократноїобробки охотувиявляютьприблизно 60%тварин, якихосеменяютьчерез 2-3 добипісля обробки, а що залишилисяобробляютьпростагландинамиповторно через10-12 днів і осіменяютьтакож у наступні2-3 дня в міруприходу в охоту.

Заслуговуєна увагу і наступнасхема обробкикорів простагландином.Фахівці фермивизначаютьмінімальнийінтервал міжотеленням іпершим заплідненнямкорів. Приміром, якщо за мінімальнийпроміжок часуміж отеленнямі першим заплідненнямприймають 50-60днів, те деньобробки простагландином(день 1) будевключати всіхкорів, що отелилися50-56 чи 60-66 днів назад.Усім коровамуводять простагландину день 1 і осіменяютьїх у міру приходув охоту. Корів, що не будутьзаплідненідо 8-го дня, повторнообробляютьпростагландиномодночасно зновою групоюкорів, відібранихдля першоїобробки в обранийтермін післяотелення.Спостереженняза коровамиз метою виявленняохоти ведутьдо 15-го дня. Корів, що не прийшлив охоту в початковийтермін, обстежуєветлікар длявиявленняпорушень функціїрепродуктивнихорганів.

Методи синхронізаціїполовоїохоти у свинейдають можливістькраще організуватисистему виявленняохоти і заплідненнятварин, раціональнорозподілитичас гормональноїобробки і запліднення по робочихднях, ефективнішевикористовувативиробничіприміщенняі, у кінцевомурахунку, забезпечитиз високою точністюпроведеннявсіх технологічнихпроцесів виробництвапродукції.

Длясинхронізаціїохотив статевозрілихремонтнихсвинок гальмуютьплин половогоциклу у визначеноїгрупи свиней на стадії проэструсашляхом обробкипрогестерономчи його аналогами.Тут як би імітуєтьсядія прогестеронапід час природногополового циклу.Після припиненнядії прогестеронаце гальмуванняприпиняється,і усі свинкив групі, щознаходятьсяна одній стадіїполового циклу, у проэструсеодночасновиявляють охотуй овуляцію.Найбільшрозповсюджениму даний часпрепаратомдля синхронізаціїохоти у свинейє регумейт, щовводять з кормому дозі 20 мг протягом18 днів. Ефектсинхронізаціїохоти підвищується, якщо через 24години післяостанньоговведення регумейтаинєцирують600-800 ИЕ СЖК.

Синхронізаціяохотиу кобил досягаєтьсяоднократноюін'єкцієюпростагландинапротягом трьохднів, якщопроводитьсяпід час сформованогожовтого тіла.Як і в корови, жовте тілокобили несприйнятливедо дії простагландинав перші п'ятьднів половогоциклу. Однаковуляція вкобил під дієюпростагландинасинхронізуєтьсяменш точно.Внутрішньовенневведення ХГвикликає діючуовуляцію вкобил і завдякицьому скорочуєчисло заплідненьв одну охотупри одночасномупідвищеннізапліднюваності.Подоланнясезонногонеглибокогоанэструса вкобил досягається7-10- денними ін'єкціямипрогестерона.

Великийінтерес представляєконтроль часупологів біотехнологічними методами.Організаціяспостереженьза процесомпологів у точнопризначенийтермін значнознижує втратинемовлят. Найбільшеуспішно цейприйом застосовуєтьсяу свинарстві.Викликанняпологів у груписвиней у точнопризначенийтермін досягаєтьсязастосуваннямпростагландинов.Через те, щоріст плодіву свиней продовжуєтьсядо 115-го дня вагітності, штучне викликанняпологів проводитьсяне раніше 113-годня супоросності.У більшостіобробленихтвариннихпологів починаютьсяв середньомучерез 24+-5 годинпісля ін'єкції; у 95% з них пологипроходятьпротягом 36 годин.

Останнідва десятиліттяознаменувалисяактивною розробкоюнових біотехнологічнихприйомів дорозведеннятварин, а саме, трансплантаціїембріонів, заплідненняяйцеклітинпоза організмом, клонуванняембріонів іодержаннятрансгеннихтварин.

Останнімчасом у зв'язкуз успіхами врозробці методуклонуваннятварин з використаннямсоматичнихклітин, заслуговуєна увагу проведеннятрансфекціїцих клітокчужоріднимгеном, а потімвикористанняїх як джерелаядра пересадження.Це забезпечитьбільш ефективнеодержаннятрансгеннихембріонів ітварин.

Обговорюютьсякілька областейзастосуваннятрансгеннихсільськогосподарськихтварин: підвищенняшвидкості ростуі зниженнявідкладенняжиру в туші, резистентністьдо хвороб, якістьтваринницькоїпродукції іствореннятварин-продуцентівкоштовнихбіологічноактивних речовин, головним чином, людських лікарськихбілків.

У 1982році були отриманіпершітрансгеннімиші з геномгормону росту, у яких спостерігалосячотириразовезбільшенняшвидкості ростуі подвоєннякінцевої живоїмаси. На противагурезультатам, отриманим намишах, у трансгеннихсвиней з геномгормону ростуне спостерігалосяаналогічногоприскоренняросту. Тількипри згодовуваннітрансгеннимсвиням раціонуз підвищенимзмістом протеїну(18% замість 16%) уних були на16,5% більш високісередньодобовіприрости ваги.Однак у трансгеннихсвиней зафіксованебільш ніж дворазовезменшеннятовщини шпикув порівнянніз контрольнимисвинями. Розходженняпо швидкостіросту міжтрансгеннимимишами і свинямипорозуміваютьсятим, що на використовуванихмишах не велиселекцію поїхній швидкостіросту, а на свиняхпротягом багатьохпоколінь такуселекцію велиі тому генетичнийпотенціалросту, очевидно, знаходитьсянедалеко відпотенційногоплато свиней.

Одержаннятрансгеннихтварин, стійкихдо захворювань, представляєтьсяв даний часбільш перспективним, чим збільшенняпродуктивності.Незважаючина те, що резистентністьдо ряду захворювань– полігеннаознака, маютьсямеханізмирезистентності, що ґрунтуютьсяна одиничнихгенах і це уселяєвпевненістьв успіху використаннятрансгеннихтварин, стійкихдо захворювань.Відомо, що чипроникненнюрозмноженнюпатогенівперешкоджають, головним чином, имунні механізми.У зв'язку з цимстановитьінтерес створеннятрансгеннихтварин, продуцирующихрізні речовини, що володіютьімунологічнимиздібностями.Відомі окремігени, відповідальніза стійкістьдо різнихзахворювань: ген Нх+ мишейрезистентностідо вірусу грипу, ген стійкостідо диареїнемовлят-поросятген, що регулюєзміст лактоферинав тканинахмолочної залози, що підвищуєопірність домаститу.

Великийінтерес представляєодержаннятрансгеннихтварин, що містятьантизначеневий(ас) ген противизначенихвірусів. Механізмдії складаєтьсяв експресіїас РНК у кліткахі її наступнійгібридизаціїзі значеневим РНК. Це приводитьдо ингибированняреплікаціївірусногогенома. У БіотехцентріРоссільгоспакадеміїотримані трансгеннікролики з геномас РНК протилейкозу великоїрогатої худоби.Продемонстрованостійкість цихтварин до вірусулейкозу. Переносцієї розробкина велику рогатухудобу малоб величезненародногосподарськезначення, томущо відсотокзараженнявірусом лейкозутварин цьоговиду високий.

Найбільшаувага останнімчасом приділяєтьсяодержаннютрансгеннихтварин, продуцируючихз молоком біологічноактивні речовини.Використаннятрансгеннихтварин у якостібіореакторівважливихрекомбінантнихбілків має рядпереваг у порівнянніз мікроорганізмами.Цілий ряд білківне може продуцироватисямікроорганізмамиу своїй активнійформі, тому щов бактеріях не відбуваєтьсядо кінця абоне завершуютьсяпосттрансляційнімодифікації, що знижує біологічнуактивністьбілків. Прицьому виникаютьтруднощі приочищенні білкачерез те, щомікроорганізмине виділяютьсинтезованийбілок у середовище, а акумулюютьйого в цитоплазмі.

Найбільшихуспіхів в одержаннітрансгеннихтварин длявиробництвалікарськихбілків людинидосягла фірмаДжинзаймТрансгенетикс(США), де отриманоблизько 30 лікарськихбілків людини, а 14 з них з концентрацієюне менш 1 г налітр молока.Це приблизнов десять разівперевищуєрівень виробництвабілка в традиційних клітиннихсистемах.

Такимчином, багатоякібіотехнологічніприйоми знайшлишироке практичнезастосуванняу тваринництвіі використовуютьсяз великим економічнимефектом. Можнасподіватися, що наступноюнайбільш помітноюбіотехнологічноюрозробкою стане клонуваннятварин, що докоріннозмінить традиційніметоди розведення.Ще більш значнимбіотехнологічнимприйомом будеодержаннятрансгеннихтварин, як дляцілей змінипродуктивностій інших якостейтварин, так ідля використанняв якості біореакторівдешевих людськихлікарськихбілків.

Заключення.

Біотехнологіяє одним з пріоритетнихнапрямів, якізабезпечуютьприскореннянауково-технічногопрогресу.

Новабіотехнологіясформуваласьна базі молекулярноїбіології клітинноїта генетичноїінженерії, щорозвиваютьсяшвидкими темпами, широкого використанняметодів біохімії, біоорганічноїхімії та іншихнаук. Сьогоднінову біотехнологіювикористовуютьпри вирішеннібагатьох практичнихпитань, щодопідвищенняефективностіохорони здоров’я, збільшенняпродовольчихресурсів ізабезпеченнягосподарствсировиною, створення івикористаннярентабельнихпоновлювачівджерел енергіїі безвідходнихвиробництв, зменшенняшкідливихантропогеннихвпливів нанавколишнєсередовищета в інших галузях.

Основнезавданнябіотехнології– це виробництвобіологічноактивних речовиндля задоволенняпотреб охорониздоров’я, атакож галузейагропромисловогокомплексу втаких обсягахі з такою собівартістю, які дають можливістьвиробленійбіотехнологічнійпродукції бутиконкурентноздатною.

Списоквикористанихджерел.

Айала Ф. Введение в популяционную и єволюционную генетику: Пер. с англ.,-М.: Мир, 1984. – 232 с.

Генетика сільськогосподарських тварин / В.С.Коновалов, в.П.Коваленко, М.М. Недвига та ін.- К.: Урожай, 1996. – 432 с.

Мацука Г. Горизонти генноінженерних біотехнологій. – Вісник НАНУ, №1, 2000.

Прокофьев М.И. Перспективы использования биотехнологии в животноводстве. – Зоотехния, №4, 1999.

Проценко М.Ю. Генетика: Підруч. – К.: Вища шк., 1994. – 303 с.

Тарасенко Н.В. Биотехнологические методы воспроизведения скота. – Зоотехния, №4, 2001.